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DIY空气质量检测仪【zxq6版主作品】8.19更新PCB

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    发表于 2013-8-16 11:24:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    本帖最后由 zoc210 于 2013-8-19 15:47 编辑

    首先声明,本人只是代为整理资料,原理图和PCB图由版主zxq6绘制,因此版权归他{:soso_e100:}
    背景:这2年,空气质量越来越成为大家关注的话题。特别是今年,全国大部分地区出现的雾霾天气更是引起大家的重视。随便搜索一下,关于空气质量的话题是不计其数,比如以下这个:(源自凤凰网专题)

    空气质量令人担忧

    空气质量令人担忧

    作为爱较真、爱折腾的攻城师们,面对这种情况,怎么办呢?当然是用数据说话,自己测测空气质量到底如何!虽然市面上有很多商业化的测试仪器,但是具有DIY精神的我们自然是要“自己动手丰衣足食”啦!

    方案简介:通过空气质量传感器将空气质量转换为电信号,并送入MCU,由MCU对电信号进行AD处理并将数据通过USB或者网线传递给电脑。出于扩展和增加兴趣的目的,增加温度传感器和颜色传感器。另外网络接口引出,以便于链接Arduino等开发板。
    需要说明的是:本次DIY采用的传感器是TGS2602,对PM2.5没有什么效果的。具体请看下面对传感器的介绍。

    系统框图如下:

    architecture

    architecture


    各部分简单说明:
    TGS2602:感应元件由一个在氧化铝基板上的金属氧化物半导体层构成的传感芯片与一个和它集成在一起的加热器构成。当存在可检测气体时,传感器的半导体的电导率将随着空气中的被测气体浓度增加而增加。一个简单的电路就可以将这种响应气体浓度的电导率的变化转换为一个输出信号。TGS2602对低浓度的有气味气体有很高的灵敏度,如氨气,及办公室和家庭环境里的废品锁产生的H2STGS2602也对低浓度的VOCS有很高的灵敏度,如从木制品和建筑物中所散发出的甲醛气体。

    DS1624:是美国DALLAS公司生产的集成了测量系统和存储器于一体的芯片。数字接口电路简单,与I2C总线兼容,且可以使用一片控制器控制多达8片的DS1624。测量范围为-55℃~+125℃,其数字温度输出达13位,精度为0.03125℃。内部集成了256字节的E2PROM非易性存储器。DS1624可工作在最低2.7V电压下,适用于低功耗应用系统。

    DS3231:是低成本、高精度I2C实时时钟(RTC),具有集成的温补晶振(TCXO)和晶体。该器件包含电池输入端,断开主电源时仍可保持精确的计时。集成晶振提高了器件的长期精确度,并减少了生产线的元件数量。RTC保存秒、分、时、星期、日期、月和年信息。少于31天的月份,将自动调整月末的日期,包括闰年的修正。时钟的工作格式可以是24小时或带/AM/PM指示的12小时格式。提供两个可设置的日历闹钟和一个可设置的方波输出。地址与数据通过I2C双向总线串行传输。

    TCS3200:是TAOS公司推出的带数字兼容接口的RGB彩色光/频率转换器,它内部集成了可配置的硅光电二极管阵列和一个电流/频率转换器,主要特点有(A)颜色光到频率转换;(B)输出频率范围从10kHz12kHz,占空比50%;(C)工作电压:+2.7V+5.5V;(D)工作电流:1.4mA;(E)检测状态:静态检测;(F)最佳检测距离:10mm;(G)工作温度:-40°C+85°C

    CH340:是一个USB总线的转接芯片,实现USB转串口、USBIrDA红外或者USB转打印口。在串口方式下,CH340提供常用的MODEM联络信号,用于为计算机扩展异步串口,或者将普通的串口设备直接升级到USB总线。硬件全双工串口,内置收发缓冲区,支持通讯波特率50bps2Mbps。支持常用的MODEM联络信号RTSDTRDCDRIDSRCTS。支持IrDA 规范SIR 红外线通讯,支持波特率2400bps115200bps。由于是通过USB转换的串口,所以只能做到应用层兼容,而无法绝对相同。

    ENC28J60: 内置10Mbps以太网物理层器件(PHY)及媒介接入控制器(MAC),可按业界标准的以太网协议可靠地收发信息包数据;具有可编程过滤功能,可自动评估、接受或拒收MagicPacket、单播、多播或广播等各类信息包,以减轻主控单片机的处理负荷;10MbpsSPI接口,可通过4线与主控单片机连接,标准的串行通讯端口,使低至28引脚的8位单片机也具有网络连接功能;可编程8KB双端口SRAM缓冲器,以高效的方式进行信息包的存储、检索和修改,以减轻主控单片机的内存负荷,该缓冲提供了灵活可靠的数据管理系统。

    HR911105A:集成变压器的RJ45接口连接器。
    以上只是简单的介绍,需要具体信息,请参考提供的数据手册。

    系统原理图如下: air_detect_sch.pdf (40.09 KB, 下载次数: 36)
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    发表于 2013-8-16 11:40:18 | 显示全部楼层
    看看。。。。。。。。
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    好啊!!来抢个沙发!!顺便看看以后自己DY一个
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    发表于 2013-8-16 12:09:55 | 显示全部楼层
    看得出来,楼主是很用心的。再此,代表eeboard网友向您表示感谢!
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     楼主| 发表于 2013-8-16 12:30:12 | 显示全部楼层
    zxq6 发表于 2013-8-16 12:09
    看得出来,楼主是很用心的。再此,代表eeboard网友向您表示感谢!

    呵呵,我只是添把柴,尽份心意,主要还是要感谢版主给的机会啊
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    发表于 2013-8-16 12:57:37 来自手机 | 显示全部楼层
    话说,rj45下面可以铺地吗
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    发表于 2013-8-16 14:09:43 | 显示全部楼层
    想问一下,你的空气质量传感器与QS-01空气质量传感器有什么区别和优势吗
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     楼主| 发表于 2013-8-16 14:16:01 | 显示全部楼层
    nightseas 发表于 2013-8-16 12:57
    话说,rj45下面可以铺地吗

    高手啊,我没有用过RJ45接口,搜了一下,发现大部分是不允许在RJ45下敷铜的,谢谢啦 @zxq6  
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    发表于 2013-8-16 14:20:26 | 显示全部楼层
    zoc210 发表于 2013-8-16 14:16
    高手啊,我没有用过RJ45接口,搜了一下,发现大部分是不允许在RJ45下敷铜的,谢谢啦 @zxq6   ...

    是的,这块没考虑到,RJ45的外壳是跟机壳连接的,机壳跟电源地是不能直接连接的,这个你看方便的话,可以改改pcb图。
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    发表于 2013-8-16 14:24:04 | 显示全部楼层
    颜色传感器 起什么作用
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